不同干燥技术对玫瑰花干燥特性、能耗及品质影响的研究成果显著

为评估不同干燥方法对玫瑰花的影响，研究人员开展相关研究，发现 RW 法优势明显，对生产意义重大。

　　在植物的生产周期里，收获后的处理环节至关重要，就拿玫瑰花来说，干燥处理直接关乎其品质和后续应用。玫瑰花不仅在人们的生活中备受喜爱，其精油更是在多个行业有着极高的价值，广泛应用于香水、化妆品、食品以及制药等领域。然而，玫瑰的采摘季节有限，且鲜花极易变质，采摘后若不能及时处理，有效物质会迅速减少，产品还容易发霉。传统的干燥方法，像自然干燥存在诸多弊端，难以保证产品质量；热空气干燥则能耗高、耗时久。为了找到更合适的干燥方法，来自伊朗、中国、埃及等多国研究机构的研究人员展开了一项关于不同干燥技术对玫瑰花影响的研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了完全随机设计，选取了折射窗（Refractance Window，RW）干燥、红外（Infrared，IR）干燥和对流（Convective，CV）干燥这三种干燥方式，并分别在 50℃、60℃和 70℃的温度下对玫瑰花进行干燥处理，同时以新鲜植株作为对照。实验过程中用到了多种关键技术方法，比如利用特定公式计算水分比（Moisture Ratio，MR）、有效水分扩散率（Effective moisture diffusivity，D_eff）等参数；采用分光光度法和 Folin-Ciocaltiu 测试等测定总酚含量（Total phenol content，TPC）、总黄酮含量（Total flavonoid content，TFC）等；通过 Clevenger 机器提取玫瑰精油，以此来全面评估不同干燥条件下玫瑰花的各项特性。

研究结果显示：

• 干燥动力学和干燥时间：随着干燥温度升高，三种干燥方法的干燥时间均显著缩短。其中，RW 法的干燥时间最短，在 70℃时优势尤为明显。相比 IR 和 CV 法，RW 法分别减少了 11.1 - 21.4% 和 45.9 - 50% 的干燥时间。这是因为 RW 法的水分去除速率更快，热量传递更高效，能够快速蒸发水分，从而缩短干燥时间。
• 有效水分扩散率和活化能：RW 干燥法的 D_eff值最高，说明其水分扩散更快。而 CV 法的 D_eff值最低，这与它较慢的干燥速度有关。同时，RW 干燥所需的活化能（Activation energy，E_a）比 IR 和 CV 干燥更低，意味着在 RW 干燥过程中，水分转移所需的能量更少，这进一步体现了 RW 法的优势。
• 热力学性质：干燥温度和干燥器类型对热力学性质（ΔH、ΔS 和 ΔG）有显著影响。所有干燥方法的 ΔH 值均为正，表明干燥过程是吸热反应。随着温度升高，ΔH 值降低，说明高温能减少干燥过程中的能量需求。ΔS 值为负，且随温度升高而减小，这是由于温度升高，水分子运动加剧，分子结构和化学性质发生变化，导致熵值降低。三种干燥方法的 ΔG 值均为正，表明干燥过程是非自发的，需要外界提供热能。
• 特殊能耗和能量效率：RW 法显著降低了特殊能耗（Specific energy consumption，SEC），相比 CV 和 IR 法，分别减少了 66.8 - 73.3% 和 47.2 - 57.2%。同时，提高干燥温度能增加能量效率，在 70℃时，RW 法的能量效率最高。这是因为 RW 法能快速去除水分，减少了能量的消耗，提高了能源利用效率。
• 颜色和复水率：干燥温度和方法对玫瑰花的颜色有显著影响。干燥后，L值降低，a和 b * 值增加，说明样品颜色变深、变红、变黄。其中，CV 法导致的颜色变化最大，RW 法最小，表明 RW 法能更好地保留玫瑰花的颜色。复水率（Rehydration ratio，RR）方面，70℃时所有方法的 RR 值均显著高于 60℃和 50℃。在相同温度下，RW 法的 RR 值最高，这表明 RW 法能较好地保留玫瑰花的内部细胞结构，使其在复水时能吸收更多水分。
• 总酚含量、总黄酮含量、抗氧化活性和精油效率：干燥温度和干燥器类型对这些指标均有显著影响。新鲜玫瑰花的 TPC 和 TFC 最高，在干燥处理中，RW 法在 60℃时的 TPC 值最接近新鲜样品。60℃时，RW 法的 TFC 积累最多。抗氧化活性（Antioxidants activity，AA）方面，RW 法相比 CV 和 IR 法有显著提升。精油效率方面，60℃时 RW 法干燥的样品精油含量最高，且 RW 法在相同温度下比其他方法和新鲜样品的精油效率更高。这表明 RW 法能更好地保留玫瑰花中的生物活性成分和精油。

研究结论和讨论部分指出，CV 法干燥时间长，导致最终产品的部分质量特性下降。而 RW 法不仅能缩短干燥时间、降低能耗，还能改善玫瑰花的定性和生物活性特征，提高精油效率和能量效率。在所有方法中，60℃是维持生物活性和提高精油效率的最佳干燥温度；70℃虽能使干燥时间和能耗最低、能量效率最高，但会导致生物活性成分降解和颜色变化加剧，精油效率也会显著下降；50℃则会延长干燥时间，降低复水率、精油效率和能量效率，还会破坏更多的抗氧化剂、酚类和总黄酮。这项研究证实了干燥方法对玫瑰花的定性性质、生物活性和精油效率有显著影响，为干燥技术的选择提供了科学依据，同时也表明 RW 干燥法在处理像玫瑰花这样的热敏性产品方面具有很大的潜力，有望在相关行业得到广泛应用。